CN103797616B - 方形电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方形电池，其在扁平状的电极体的正极芯体露出部及负极芯体露出部的至少一方连接有具备肋部的集电体，集电体与外装罐隔着肋部而难以短路。扁平形电极体收纳于外装罐，该扁平形电极体在一方的端部具有层叠的正极芯体露出部而在另一方的端部具有层叠的负极芯体露出部，层叠的正极芯体露出部及层叠的负极芯体露出部的至少一方在层叠方向上的最外表面连接有负极集电体(18)，该集电体(18)形成有集电体的主体部(18A)和向与集电体的主体部(18A)大致垂直的方向延伸的肋部(18B)，在肋部(18B)与外装罐(12)之间配置有绝缘片(23)，在肋部(18B)的除肋部(18B)的前端(18D)以外的区域形成有由薄壁部、槽部(18C)、开口部或缩窄肋部的宽度的切口构成的易弯折部。

Description

方形电池

技术领域

本发明涉及一种在扁平状的电极体的正极芯体露出部及负极芯体露出部中的至少一方连接有具备肋部的集电体的方形电池。

背景技术

近年来，环境保护运动高涨，不断强化二氧化碳气体等成为气候变暖的原因的废气的排出限制。因此，在机动车业界，替代使用汽油、柴油、天然气等化石燃料的机动车，活跃进行电动机动车(EV)、混合动力机动车(HEV、PHEV)的开发。作为这样的EV、HEV、PHEV用电池，使用有镍-氢充电电池、锂离子充电电池，但近年来为了获得轻型且高容量的电池，大多使用锂离子充电电池等非水电解质充电电池。

通常，作为EV、HEV、PHEV用的充电电池，大多使用将正极板及负极板隔着隔板层叠或卷绕而成的扁平状的电极体收容在方形外装罐内的方形充电电池，由于在加速时、爬坡时等进行大电流、高输出的放电，因此迫切期望极力降低电池的内部电阻。作为对极板的芯体露出部与集电体进行电接合而集电的方法，具有机械式铆接法、超声波焊接法、激光焊接法、电阻焊接法等，对于要求大电流、高输出的电池，从能够实现低价、容易实现低电阻化、并且难以产生经时变化的观点出发，使用电阻焊接法。

另一方面，在EV、HEV、PHEV用的方形充电电池中的正极芯体露出部及负极芯体露出部的层叠片数因方形充电电池的容量较大而变得非常多。并且，在EV、HEV、PHEV用的非水电解质充电电池中，作为正极芯体及正极集电体而大多使用铝或铝合金，而作为负极芯体及负极集电体而大多使用铜或铜合金等。这些铝、铝合金和铜、铜合金是电阻较小且导热率也良好的材料，因此为了分别可靠地对正极芯体露出部与正极集电体之间及负极芯体露出部与负极集电体之间进行电阻焊接以增强焊接强度并减小焊接部的内部电阻，需要极大的焊接能量。

因此，在对极板的芯体露出部与集电体之间进行电阻焊接时，在电极棒与集电体的接触部处产生溅射，为了不使该溅射向电极体侧飞散，在集电体的电极体侧设置溅射飞散防止用的肋部。例如，在下述专利文献1中，公开有如下的方形充电电池的制造方法：如图8所示，在被层叠或卷绕的电极体50的电极板的芯体露出部51的两侧配置一对集电体52、53，使一对电阻焊接用电极棒54、55从一对集电体52、53的两侧抵接，并将一对电阻焊接用电极棒54、55彼此按压并且进行电阻焊接。

在此使用的一对集电体52、53的电极体50侧分别形成有向与电极体50大致垂直的方向延伸的肋部52a、53a，这些肋部52a、53a形成为在电阻焊接时对在电极棒54与集电体52之间及电极棒55与集电体53之间产生的溅射56进行遮挡，使其不会分别到达电极体50侧。需要说明的是，配置在集电体52与芯体露出部51之间及配置在芯体露出部51与集电体52之间的环状的绝缘带57、58，分别用于在电阻焊接时将在集电体52与芯体露出部51之间及在芯体露出部51与集电体53之间产生的溅射捕集到这些环状的绝缘带57、58内。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-032640号公报

专利文献2：日本特开2009-289593号公报

发明概要

发明要解决的课题

根据上述专利文献1所公开的方形充电电池的制造方法，起到如下效果：在对极板的芯体露出部与集电体之间进行电阻焊接时，由于能够不使电极棒与集电体的接触部所产生的溅射向电极体侧飞散，因此能够抑制内部短路的产生。上述效果可通过延长肋部的长度而更好地实现。需要说明的是，如上述专利文献2所示，集电体的肋部也能够实现将扁平状的电极体在方形外装罐内定位的作用。

另一方面，在EV、HEV、PHEV用的方形充电电池中，在因重物向电池侧面落下、在形成组电池时夹着异物而施加负载等对电池侧面施加过度的力而使外装罐的侧面变形时，作为外装罐与集电体发生短路的风险对策，通常将树脂制的绝缘片等绝缘构件设置在电极体与外装罐之间。然而，尤其是负极侧的集电体所使用的铜或铜合金较硬，因此在外装罐的侧面发生了变形时集电体的肋部有可能贯穿树脂制的绝缘片而使外装罐与集电体短路。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的现有技术的问题点而做出的，其目的在于提供一种方形电池，其在扁平状的电极体的正极芯体露出部及负极芯体露出部的至少一方连接有具备肋部的集电体，即使因某种影响而使外装罐的侧表面变形，也能借助肋部而使外装罐与集电体难以短路。

解决方案

为了实现上述目的，本发明的方形电池将扁平形电极体收纳于外装罐，该扁平形电极体在一方的端部具有层叠的正极芯体露出部而在另一方的端部具有层叠的负极芯体露出部，在所述层叠的正极芯体露出部及所述层叠的负极芯体露出部的至少一方的层叠方向上的最外表面连接有集电体，所述集电体形成有所述集电体的主体和向与所述集电体的主体大致垂直方向延伸的肋部，所述方形电池的特征在于，在所述肋部与所述外装罐之间配置有绝缘构件，在所述肋部的除所述肋部的前端部以外的区域形成有由薄壁部、槽部、开口部或缩窄肋部的宽度的切口部构成的易弯折部。

在本发明的方形电池中，即使外装罐的侧面发生变形而使配置在外装罐的内表面的绝缘构件与集电体的肋部的前端部强力接触，集电体的肋部在易弯曲部处容易弯折。因此，根据本发明的方形电池，即使在外装罐的侧表面发生变形，肋部的前端部也难以扎破绝缘构件，因此难以产生集电体与外装罐之间的短路。

另外，形成于本发明的方形电池的集电体的肋部也具有对集电体与正极芯体露出部或负极芯体露出部进行电阻焊接时的溅射的飞散防止效果、作为用于防止集电体的电阻焊接部以外的部分的熔融的散热片的效果。另外，优选集电体的主体与肋部之间所成的角度为垂直，但不一定要垂直，也可以从垂直倾斜±10°左右。另外，作为集电体的形态，可以在层叠的芯体露出部的两侧连接集电体，也可以仅在单侧连接集电体。另外，也可以在层叠的芯体露出部的一方的面上连接与外部端子连接的集电体，在另一方的面上连接作为独立部件的集电体支座部件。在这种情况下，该作为独立部件的集电体支座部件并非直接与外部端子连接，而包含于本发明的集电体。另外，集电体可以直接与外部端子连接，也可以经由例如组装于端子内部的兼作安全阀的电流断路机构、内部端子而与外部端子连接。

需要说明的是，在本发明的方形电池中，若形成于肋部的易弯折部形成在肋部的除前端(最远离集电体的主体的位置)以外的位置，则可以形成在靠近集电体的主体的位置、靠近肋部的前端的位置，能够形成在任意位置。即使在肋部的前端形成薄壁部、槽部、开口部或缩窄肋部的宽度的切口部，在向肋部的前端施加外力的情况下反而增大肋部的前端扎破绝缘构件的可能性，而难以有效地实施本发明效果。另外，用于在肋部上形成易弯折部的薄壁部、槽部、开口部或缩窄肋部的宽度的切口部的形状能够采用任意的形状。

另外，形成在本发明的集电体的肋部的易弯曲部形成在正极板侧及负极板侧中的至少一方即可，在相对于非水电解质充电电池而应用本发明的情况下，当考虑集电体构成材料的机械强度时，优选至少相对于设在负极板的集电体的肋部进行应用。另外，本发明的方形电池也能够应用于正极板及负极板隔着隔板卷绕或层叠而成的扁平形电极体中的任一者，能够应用于原电池或充电电池。

需要说明的是，作为本发明的方形充电电池中的绝缘构件，当考虑制造方面的容易性时优选片状的绝缘构件，并且作为片状的绝缘构件而能够使用树脂制、陶瓷制或玻璃纤维制的构件等，尤其优选树脂制的构件。另外，作为该绝缘构件，也可以是在外装罐的内壁上涂敷的绝缘层、在外装罐的内壁上形成的氧化物层或陶瓷层等绝缘层。

另外，在本发明的方形电池中，优选的是，形成于所述肋部的易弯曲部设置在所述肋部的距离所述集电体主体有肋部的长度的2／3的区域内。

若形成于肋部的易弯曲部形成在距离集电体主体有肋部的长度的2／3的区域内，则在向肋部的前端施加外力时易弯曲部更容易弯折，因此更难以产生集电体与外装罐之间的短路。

另外，在本发明的方形电池中，优选的是，所述肋部比所述电极体更向外装罐侧突出。

根据本发明的方形电池，通过使肋部比电极体更向外装罐侧(外侧)突出，从而对集电体与正极芯体露出部或负极芯体露出部进行电阻焊接时的溅射的飞散防止效果增大，并且，肋部能够隔着绝缘构件而与外装罐接触，因此能够防止电极体在外装罐内移动。因此，本发明的方形电池优选用作在EV、HEV等振动较多的环境下使用的方形电池。需要说明的是，在采用这样的结构的情况下，当在肋部没有形成易弯曲部时，肋部容易扎破绝缘构件，但在本申请发明的方形电池中，由于在肋部形成有易弯曲部，因此肋部难以扎破绝缘构件。

另外，在本发明的方形电池中，优选的是，所述肋部是通过将所述集电体的一部分折回而形成的。

根据本发明的方形电池，由于肋部是通过将集电体的一部分折回而形成的，因此集电体的制造变得容易。

另外，在本发明的方形电池中，优选的是，所述肋部形成在所述集电体的所述正极芯体露出部或负极芯体露出部侧的根侧。

根据本发明的方形电池，通过将肋部形成在靠近电极体中的正极板、隔板及负极板的层叠部的位置，与其相应地能够防止在对集电体、正极芯体露出部或负极芯体露出部进行电阻焊接时的溅射向电极体一方飞散，因此能够进一步抑制电极体的内部短路。

另外，在本发明的方形电池中，优选的是，所述正极芯体露出部及所述负极芯体露出部中的至少一方分割成两部分，并在其之间配置有树脂材料制的中间构件，该中间构件保持有至少一个导电性中间构件，所述分割成两部分的芯体露出部侧的所述集电体配置于所述分割成两部分的芯体露出部的最外侧的至少一方的面，所述分割成两部分的芯体露出部与所述中间构件的所述至少一个导电性中间构件一并利用电阻焊接法而进行电接合。

根据本发明的方形电池，即使层叠的正极芯体露出部或负极芯体露出部的厚度较厚，也能够利用连续电阻焊接法一次性地对分割成两部分侧的芯体露出部与导电性中间构件及集电体之间进行焊接。除此之外，在设有多个导电性中间构件的情况下，将导电性中间构件保持·固定在树脂材料制的中间构件，因此能提高多个导电性中间构件间的尺寸精度，并且能够在分割成两部分侧的芯体露出部之间以稳定状态进行定位配置，因此能够提高电阻焊接部的品质而实现低电阻化。因此，根据本发明的方形电池，获得提高输出、并且降低输出的偏差的方形电池。

附图说明

图1中，图1A是实施方式1的方形非水电解质充电电池的剖视图，图1B是沿着图1A的IB-IB线剖开的剖视图，图1C是沿着图1A的IC-IC线剖开的剖视图。

图2中，图2A是图1B的IIA部分的放大图，图2B是沿着图2A的IIB-IIB线剖开的剖视图。

图3是表示实施方式1中的芯体露出部与集电体的电阻焊接状态的侧部剖视图。

图4中，图4A是与变形例1对应的沿着图1A的IB-IB线的部分的剖视图，图4B是与变形例2对应的沿着图1A的1B-IB线的部分的剖视图。

图5中，图5A是实施方式2的情况下的与图1B的IIA部分对应的部分的放大图，图5B是沿着图5A的VB-VB线剖开的剖视图。

图6中，图6A是实施方式3的情况下的与图1B的IIA部分对应的部分的放大图，图6B是沿着图6A的VIB-VIB线剖开的剖视图。

图7中，图7A是实施方式4的情况下的与图1B的IIA部分对应的部分的放大图，图7B是沿着图7A的VIIB-VIIB线剖开的剖视图。

图8是表示现有例的芯体露出部与集电体的电阻焊接状态的侧视图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。但是，以下所示的各实施方式是为了理解本发明的技术思想而进行例示的，其意图并非将本发明限定于该实施方式，本发明能够同样地应用于在不脱离权利要求书所示的技术思想的前提下加以各种变更的情况。需要说明的是，在该说明书中的用于说明的各附图中，为了将各构件设为在附图上能够识别的程度的大小，针对各构件每一个使比例尺适当不同而进行显示，并不一定与实际的尺寸呈比例进行显示。

另外，作为本发明所能够使用的电极体，能够采用下述的扁平状的结构：在该扁平状的结构中，通过将正极板与负极板隔着隔板层叠或卷绕，从而在一方的端部形成多枚正极芯体层叠而成的正极芯体露出部，在另一方的端部形成多枚负极芯体层叠而成的负极芯体露出部，以下，以扁平状的卷绕电极体为代表进行说明。

[实施方式1]

首先，作为实施方式1的方形电池的例子而使用图1～图3来说明方形非水电解质充电电池。需要说明的是，图1A是实施方式1的方形非水电解质充电电池的剖视图，图1B是沿着图1A的IB-IB线剖开的剖视图，图1C是沿着图1A的IC-IC线剖开的剖视图。图2A是图1B的IIA部分的放大图，图2B是沿着图2A的IIB-IIB线剖开的剖视图。图3是表示实施方式1中的芯体露出部与集电体的电阻焊接状态的侧部剖视图。

该方形非水电解质充电电池10具有将正极板与负极板隔着隔板(均省略图示)卷绕而成的扁平状的卷绕电极体11。通过在由铝箔构成的正极芯体的两面涂敷正极活性物质合剂、并进行干燥及轧制之后，以使铝箔呈带状露出的方式开设狭缝，由此制作成正极板。另外，通过在由铜箔构成的负极芯体的两面涂敷负极活性物质合剂、进行干燥及轧制之后，以使铜箔呈带状露出的方式开设狭缝，由此制作成负极板。

然后，将以上述方式获得的正极板及负极板以不使正极板的铝箔露出部及负极板的铜箔露出部与各自对置的电极的活性物质层重叠的方式错开，隔着聚乙烯制微多孔质隔板而进行卷绕，从而制作出在卷绕轴方向的一方的端具备多枚重叠而成的正极芯体露出部14、在另一方的端具备多枚重叠而成的负极芯体露出部15的扁平状的卷绕电极体11。

多枚正极芯体露出部14层叠并经由正极集电体16而与正极端子17连接，同样地，多枚负极芯体露出部15层叠并经由负极集电体18而与负极端子19连接。需要说明的是，在此，示出了正极集电体16及负极集电体18各自直接与正极端子17及负极端子19连接的例子，但该正极集电体16及负极集电体18也可以各自经由其它导电构件而与正极端子17及负极端子19连接。另外，正极端子17或负极端子19也可以内置有兼作安全阀的电流断路机构。

另外，正极端子17、负极端子19各自隔着绝缘构件20、21而固定于封口板13。该实施方式1的方形非水电解质充电电池10通过如下方式而制作出：在如上述那样制作出的扁平状的卷绕电极体11的除封口板13侧的周围夹装绝缘性的绝缘片23并插入到方形的外装罐12内之后，将封口板13激光焊接于外装罐12的开口部，然后从电解液注液孔22注入非水电解液，并封闭该电解液注液孔22。

对于扁平状的卷绕电极体11，如图1B及图1C所示，在正极板侧，层叠的多枚正极芯体露出部14分割成两部分，在其间配置有正极中间构件24。正极中间构件24是在由树脂材料构成的绝缘性中间构件24A配置有多个(在此为两个)导电性中间构件24B而成的。各导电性中间构件24B分别在与层叠的正极芯体露出部14对置的一侧形成有作为突起物而发挥作用的圆锥台状的突起24C。

同样地，在负极板侧，层叠的多枚负极芯体露出部15分割成两部分，在其间配置有负极中间构件25。负极中间构件25是在由树脂材料构成的绝缘性中间构件25A上配置有多个(在此为两个)导电性中间构件25B而成的。各导电性中间构件25B分别在与层叠的负极芯体露出部15对置的一侧形成有作为突起物而发挥作用的圆锥台状的突起25C。

另外，在位于正极中间构件24的两侧的正极芯体露出部14的最外侧的两侧的表面分别配置有正极集电体16，在位于负极中间构件25的两侧的负极芯体露出部15的最外侧的两侧的表面分别配置有负极集电体18。

需要说明的是，构成正极中间构件24的导电性中间构件24B为与正极芯体相同的材料、即铝制，构成负极中间构件25的导电性中间构件25B为与负极芯体相同的材料、即铜制，各自形状可以相同，也可以不同。另外，对于作为构成正极中间构件24的绝缘性中间构件24A及构成负极中间构件25的绝缘性中间构件25A而能够使用的材料，例如举出聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)等。

另外，在实施方式1的方形非水电解质充电电池10中，如图1A、图1B及图2所示，作为正极中间构件24及负极中间构件25，分别示出了在由树脂材料构成的绝缘性中间构件24A、25A上各自使用有两个导电性中间构件24B、25B的例子，但由这些导电性中间构件24B、25B构成的组中，也可以根据要求的电池的输出等而设置一个导电性中间构件，或设置三个以上导电性中间构件。若是使用了两个以上的结构，则在一个由树脂材料构成的绝缘性中间构件24A、25A上分别配置两个以上的导电性中间构件24B、25B，因此能够将各个组的导电性中间构件24B、25B以稳定的状态定位在分割成两部分侧的芯体露出部之间。

在上述正极集电体16与分割成两部分的正极芯体露出部14的最外表面之间、在正极中间构件24的导电性中间构件24B与分割成两部分的正极芯体露出部14的内表面之间均借助在导电性中间构件24B形成的圆锥台状的突起24C进行电阻焊接，同样地，在负极集电体18与分割成两部分的负极芯体露出部15的最外表面之间、在构成负极中间构件25的导电性中间构件25B与分割成两部分的负极芯体露出部15的内表面之间也均借助在导电性中间构件25B形成的圆锥台状的突起25C进行电阻焊接。

以下，使用图2及图3来详细说明扁平状的卷绕电极体11的具体制造方法、以及使用了正极芯体露出部14、正极集电体16和具有导电性中间构件24B的正极中间构件24的电阻焊接方法、及使用了负极芯体露出部15、负极集电体18和具有导电性中间构件25B的负极中间构件25的电阻焊接方法。然而，在实施方式1中，能够将正极中间构件24的形状及负极中间构件25的形状设为实质相同，并且各个电阻焊接方法也可以实质相同，因此，以下将负极板侧的结构作为代表进行说明。

首先，制作出扁平状的卷绕电极体11，该卷绕电极体11的制法如下：将正极板及负极板以正极板的铝箔露出部与负极板的铜箔露出部和各自对置的电极的活性物质层不重叠的方式错开，隔着聚乙烯制多孔质隔板而进行卷绕。接下来，将负极芯体露出部15从卷绕中央部分向两侧分割成两部分，以电极体厚度的1／4为中心使负极芯体露出部15集结。在此，集结的铜箔的厚度为单侧大约450μm。

另外，负极集电体18是通过对厚度为0.8mm的铜板进行穿孔、弯曲加工等来制作的。需要说明的是，该负极集电体18也可以利用铸造等由铜板来制作。在此使用的负极集电体18形成有从电阻焊接位置延伸至负极端子19的主体部18A、在焊接位置处向与主体部大致垂直的方向延伸的肋部18B、及形成在该肋部18B的表面而用于使肋部18B的厚度部分地变薄且容易弯曲的槽部18C，一体地形成为以负极端子19为中心而对称的构造。需要说明的是，负极集电体18的肋部18B及槽部18C的详细结构及作用见后述。

然后，在分割成两部分的负极芯体露出部15的最外表面的两面上配置负极集电体18，在分割成两部分的负极芯体露出部15的内表面处插入负极中间构件25，以使得导电性中间构件25B的两侧的圆锥台状的突起25C分别与分割成两部分的负极芯体露出部15的内表面抵接。负极中间构件25的导电性中间构件25B例如呈圆柱状，在两端部分别形成有圆锥台状的突起25C。圆锥台状的突起25C的高度与通常形成于电阻焊接构件的突起(突起物)程度相同，即为数mm左右即可。

另外，构成负极中间构件25的导电性中间构件25B的直径及长度也根据扁平状的卷绕电极体11、外装罐12(参照图1)的大小而发生变化，只要是3mm～数十mm左右即可。需要说明的是，在此以构成负极中间构件25的导电性中间构件25B的形状为圆柱状为例进行了说明，但也可以是棱柱状、椭圆柱状等、金属制的块状的结构，能够使用任意形状的结构。

实施方式1的负极中间构件25将两个导电性中间构件25B分别与由树脂材料构成的绝缘性中间构件25A保持为一体。在这种情况下，各个导电性中间构件25B被保持为彼此并行，并且，导电性中间构件25B的两端面、即形成有圆锥台状的突起25C的一侧分别位于分割成两部分的负极芯体露出部15的内表面。构成该负极中间构件25的由树脂材料构成的绝缘性中间构件25A的形状能够采用棱柱状、圆柱状等任意形状，但为了在分割成两部分的负极芯体露出部15间稳定地定位并固定，在此设为棱柱状。

而且，负极中间构件25的长度也根据方形非水电解质充电电池的尺寸来变化，能够设为20mm～数十mm，其宽度优选设定为，在负极中间构件25的附近处，在进行电阻焊接之后，由树脂材料构成的绝缘性中间构件25A的侧表面与分割成两部分的负极芯体露出部15的内表面相接，而在其他部分处，例如为了电阻焊接时的排气良好，可以在外周部形成槽，也可以在内部形成空洞。

接着，如图3所示，在上下配置的一对电阻焊接用电极棒31及32间配置扁平状的卷绕电极体11，将负极集电体18的形成有肋部18B的位置的主体部18A配置为隔着分割成两部分的负极芯体露出部15而分别与形成在导电性中间构件25B的两侧的圆锥台状的突起25C彼此对置，使一对电阻焊接用电极棒31及32分别与负极集电体18的主体部18A抵接。

需要说明的是，将负极集电体18配置在负极芯体露出部15的最外表面的两面的时期，可以在向分割成两部分的负极芯体露出部15间配置负极中间构件25之前，也可以在其之后。另外，将负极集电体18与负极端子19连接可以在将负极集电体18电阻焊接于负极芯体露出部15之前，也可以在进行了电阻焊接之后。然而，预先使负极集电体18与负极端子19连接之后，将负极集电体18电阻焊接于负极芯体露出部15的情况下，电阻焊接时的定位变得容易，因此制造效率提高。

而且，当在一对电阻焊接用电极棒31及32间施加适度的按压力、并以预定的条件进行电阻焊接时，电阻焊接用电流例如从电阻焊接用电极棒31向上侧的负极集电体18的主体部18A、分割成两部分的负极芯体露出部15、导电性中间构件25B、分割成两部分的负极芯体露出部15、下侧的负极集电体18的主体部18A、电阻焊接用电极棒32流动。由此，在上侧的负极集电体18的主体部18A、分割成两部分的负极芯体露出部15、及导电性中间构件25B的一方的端面之间、导电性中间构件25B的另一方的端面、分割成两部分的负极芯体露出部15、及下侧的负极集电体18的主体部18A之间分别形成有电阻焊接部分。

此时，由于负极集电体18一体地形成为以负极端子19为中心而对称的构造，因此形成从上侧的主体部18A到下侧的主体部18A发生短路的形态，虽然流动有无效电流，但由于电阻焊接电流较大，通过适当地维持一对电阻焊接用电极棒31、32间的按压力，能够有效地进行电阻焊接。并且，在该电阻焊接时，负极中间构件25在稳定地定位于分割成两部分的负极芯体露出部15之间的状态下进行配置，因此能够以正确且稳定的状态进行电阻焊接，从而能够抑制焊接强度分散，实现焊接部的低电阻化，能够制造可大电流充电放电的方形非水电解质充电电池。

需要说明的是，在上述实施方式1中，示出了作为形成负极中间构件25的导电性中间构件25B而使用在两端侧形成有圆锥台状的突起25C的构件的例子，但设置这些圆锥台状的突起25C并非必要的构成要件，也可以不形成突起25C。另外，在此示出了形成有圆锥台状的突起25C的例子，但也能够使用三棱锥台状的结构、四棱锥台状的结构或进一步使用多棱锥台状的结构，此外还可以使用在突起的前端部形成有开口(凹陷)的结构。在突起处不形成开口的情况下，突起的作用变得与现有的电阻焊接时的突起物相同，当在突起的前端侧设置开口时，在电阻焊接时在该开口的周围集中电流，因此发热状态变得良好，能够更良好地进行电阻焊接。

另外，在第一实施方式中，正极侧也与负极侧的情况相同，示出有如下例子：在分割成两部分的正极芯体露出部14的内侧配置具备有绝缘性中间构件24A、导电性中间构件24B及圆锥台状的突起24C的正极中间构件24，在正极芯体露出部14的最外表面上配置形成有主体部16A、肋部16B及槽部16C(参照图1)的正极集电体16，进行电阻焊接。然后，如此安装有正极集电体16及负极集电体18的扁平状的卷绕电极体11的周围被绝缘片23覆盖，在插入方形的外装罐12内之后，将封口板13激光焊接于外装罐12的开口部，然后从电解液注液孔22注入非水电解液，并封闭该电解液注液孔22，从而完成第一实施方式的方形非水电解质充电电池10。

在此，对第一实施方式的方形非水电解质充电电池10中的负极集电体18的具体结构及作用进行说明。负极集电体18具备主体部18A与肋部18B，在肋部18B中，在肋部18B的与扁平状的卷绕电极体11相反的一侧，在除前端部之外的区域向沿着主体部18A的方向形成有槽部18C。该肋部18B与负极集电体18的主体部18A形成为一体，如图8所示的现有技术那样，通过将负极集电体18的一部分在与主体部18A的分界线部分处成为大致垂直的方式折回，由此形成该肋部18B。

需要说明的是，折回的角度也可以不是严格地垂直，只要实质上接近垂直即可，偏差±10°左右也没有关系。而且，该肋部18B可实现在电阻用焊接时抑制从电阻焊接用电极棒31或32与负极集电体18的主体部18A之间产生的溅射向扁平状的卷绕电极体11侧飞散的效果、及作为用于防止负极集电体18的电阻焊接部以外的部分发生熔融的散热片的效果。

另外，如图2A所示，肋部18B形成为前端18D比卷绕电极体11更向外装罐1两侧(外侧)稍微突出。因此，在电阻用焊接时抑制从电阻焊接用电极棒31或32与负极集电体18的主体部18A之间产生的溅射向扁平状的卷绕电极体11侧飞散的效果增大，并且肋部18B的前端18D隔着绝缘片23而与外装罐12接触，因此能够防止扁平状的卷绕电极体11在外装罐12内移动。

除此之外，当肋部18B的前端18D比扁平状的卷绕电极体11更向外装罐12侧稍微突出时，在肋部18B不形成槽部18C的情况下，在从外部施加任意力而使外装罐12发生变形的情况下，肋部18B的前端18D容易扎破绝缘片23。然而，在第一实施方式的方形非水电解质充电电池10中，由于在肋部18B处形成有槽部18C，因此该部分的肋部18B的厚度变薄，当从前端18D向肋部18B施加力时，肋部18B的前端18D侧在形成有槽部18C的位置处容易弯折。即，在第一实施方式的方形非水电解质充电电池10中，在负极集电体18的肋部18B处形成有槽部18C的区域成为本发明的“易弯折部”。

因此，根据第一实施方式的方形非水电解质充电电池10，即便从外部施加力而使外装罐12变形，从肋部18B的前端18D施加力，肋部18B的前端18D侧容易从槽部18C的位置弯折，因此肋部18B的前端18D扎破绝缘片23的可能性变得极小，在负极集电体18与外装罐12之间产生短路的可能性变得极小。

需要说明的是，负极集电体18的肋部18B中的槽部18C的形成位置优选设置在距离负极集电体18的主体部18A有肋部18B的长度的2／3的区域内。若槽部18C形成在肋部18B的前端18D以外，则实现相应的效果，若设为距离负极集电体18的主体部18A有肋部18B的长度的2／3以内，则肋部18B变得容易弯折。

但是，当槽部18C形成于肋部18B的前端18D时，反而使肋部18B的前端18D容易扎破绝缘片23，容易产生负极集电体18与外装罐12之间的短路。另外，也可以改变槽部18C，形成明确不能识别为槽的薄壁部。

需要说明的是，在上述实施方式1中，示出了在分割成两部分的正极芯体露出部14间及负极芯体露出部15间各自配置有正极中间构件24及负极中间构件25的例子。然而，这些正极中间构件24及负极中间构件25并非必要的结构，也可以设于正极芯体露出部14及负极芯体露出部15的任一方，进而也可以如图8所示的现有例那样，不使用正极中间构件24及负极中间构件25，即不将正极芯体露出部14及负极芯体露出部15分别分割成两部分，在各自上连接正极集电体16及负极集电体18。

[变形例1及变形例2]

在上述实施方式1中，示出了使负极集电体18与分割成两部分的负极芯体露出部15的最外表面的两面抵接的例子。然而，在本发明中，使同负极端子19连接的负极集电体18与分割成两部分的负极芯体露出部15的最外表面的两面抵接并非必要的条件，只要至少在分割成两部分的负极芯体露出部15的最外侧的一方的面连接负极集电体18即可。

使用图4A及图4B来说明上述的使同负极端子19连接的负极集电体18至少与分割成两部分的负极芯体露出部15的最外侧的一方的面抵接的变形例1及2的电阻焊接后的负极集电体18的配置状态。需要说明的是，图4A是与变形例1对应的沿着图1A的IB-IB线的部分的剖视图，图4B是与变形例2对应的沿着图1A的IB-IB线的部分的剖视图。需要说明的是，在变形例1及2中，作为扁平状的卷绕电极体11及负极中间构件25而使用与实施方式1所使用的结构相同的结构，并且对与实施方式1的结构相同的构成部分标注相同的附图标记而省略其详细说明。

在变形例1中，如图4A所示，配置成同负极端子19连接的负极集电体18的主体部18A与分割成两部分的负极芯体露出部15的最外侧的一方的面抵接，并且配置成负极集电支座构件18E与分割成两部分的负极芯体露出部15的最外侧的另一方的面抵接，在负极集电体18与负极集电支座构件18E之间抵接一对电阻焊接用电极棒而进行电阻焊接。在该情况下，在变形例1中，负极集电支座构件18E没有直接与负极端子19电连接，实现在电阻焊接时阻挡一对电阻焊接用电极棒的一方侧的作用。需要说明的是，该变形例1的负极集电支座构件18E具备通过弯折形成的肋部18F，在该肋部18F形成有槽部18C。该负极集电支座构件18E通过在肋部18F形成有槽18C，实质上实现与实施方式1的情况相同的作用效果。

即，负极集电支座构件18E除了不直接与负极端子19连接以外，其余实质上实现与负极集电体18相同的作用效果。因此，本发明中的“集电体”在也包含上述的“集电支座构件”的意味下进行使用。但是，与使用负极集电支座构件18E相比，将负极集电构件配置在分割成两部分的芯体露出部的最外侧的两方的面的情况更能够在物理性稳定的状态下进行电阻焊接。

另外，在变形例2中，如图4B所示，配置为负极集电体18与分割成两部分的负极芯体露出部15的最外侧的一方的面抵接，并且在分割成两部分的正极芯体露出部14的最外侧的另一方的面上不进行任何设置，在负极集电体18与分割成两部分的负极芯体露出部15的另一方侧之间抵接一对电阻焊接用电极而进行电阻焊接。即，在该变形例2中，在电阻焊接时使一对电阻焊接用电极的一方侧与分割成两部分的负极芯体露出部15的最外侧的另一方的面直接接触而进行电阻焊接。在该变形例2那样的结构中，由于负极中间构件25的导电性中间构件25B的圆锥台状的突起25C所具备的突起物效果，因此能够进行大体良好的电阻焊接。然而，由于可能在电阻焊接用电极与负极芯体露出部15的最外侧的另一方的面之间产生熔敷，因此期望如实施方式1或变形例1那样，在负极芯体露出部15的最外侧的另一方的面上配置负极集电体18或负极集电支座构件18E。

[实施方式2及实施方式3]

在上述实施方式1、变形例1及2中，示出了将用于在负极集电体18的肋部18B形成易弯折部的槽部18C形成在肋部18B的与扁平状的卷绕电极体11相反的一侧的与主体部18A分离的位置的例子。然而，只要用于形成易弯折部的槽部18C在肋部18B的前端以外的位置，则可以设于与主体部18A邻接的位置，或者也可以设于肋部18B的扁平状的卷绕电极体11侧。将上述的槽部18C设于与主体部18A相邻的位置的例子作为实施方式2，并且将设于肋部18B的扁平状的卷绕电极体11侧的例子作为实施方式3，各自使用图5及图6进行说明。

需要说明的是，图5A是与实施方式2的情况下的图1B的IIA部分对应的部分的放大图，图5B是沿着图5A的VB-VB线剖开的剖视图。图6A是与实施方式3的情况下的图1B的IIA部分对应的部分的放大图，图6B是沿着图6A的VIB-VIB线剖开的剖视图。另外，在实施方式2及3中，作为扁平状的卷绕电极体11及负极中间构件25而使用与实施方式1所使用的结构相同的结构，对与实施方式1的结构相同的构成部分标注相同的附图标记而省略其详细说明。

在实施方式2中，将用于在负极集电体18的肋部18B形成易弯折部的槽部18C在沿着主体部18A的方向上而设置在与主体部18A相邻的位置。当采用上述的结构时，即便外装罐12的变形程度较大，由于能够使肋部18B的前端侧较大变形，因此负极集电体18与外装罐12之间的短路变少。

另外，在实施方式3中，将用于在负极集电体18的肋部18B形成易弯折部的槽部18C与实施方式1的情况相反地在沿着主体部18A的方向上而设置在肋部18B的扁平状的卷绕电极体11侧。利用上述的结构，也能够实现实质上与实施方式1的情况相同的作用效果。

[实施方式4]

在上述实施方式1～3、变形例1及2中，示出了为了在负极集电体18的肋部18B上形成易弯折部而在沿着主体部18A的方向上形成有槽部18C的例子。然而，在从肋部的前端18D向易弯折部施加外力的情况下，由于肋部18B变形而使肋部18B的前端18D不会扎破绝缘片23即可，因此也可以替代槽部18C而形成减小沿着肋部18B的主体部18A的方向上的宽度的切口。利用图7来说明该实施方式4的例子。需要说明的是，图7A是实施方式4的情况下的与图1B的IIA部分对应的部分的放大图，图7B是沿着图7A的VIIB-VIIB线剖开的剖视图。

在实施方式4中，为了在负极集电体18的肋部18B形成易弯折部，除肋部18B的前端18D以外，在沿着肋部18B的主体部18A的方向上的两侧形成有两处切口18G。当采用上述的结构时，在向肋部18B的前端18D施加外力的情况下，肋部18B在形成有该切口18G的区域处变得容易弯折，因此能够实现与实施方式1的情况相同的作用效果。需要说明的是，也可以代替在肋部18B上形成切口18G而在肋部18B上形成有在沿着肋部18B的主体部18A的方向上细长的开口。

需要说明的是，在本发明中，形成于集电体的肋部的易弯曲部只要形成在正极板侧及负极板侧中的至少一方即可，在相对于非水电解质充电电池而应用本发明的情况下，与由铝构成的正极集电体16相比，由铜构成的负极集电体18一方更坚固，因此优选至少设置在负极集电体18设置的肋部18B。另外，本发明的方形电池也能够应用于正极板及负极板隔着隔板而进行卷绕或层叠的扁平形电极体的任一者，也能够应用于原电池或充电电池。

另外，本发明中的“层叠的正极芯体露出部”及“层叠的负极芯体露出部”是指，将在一方的端部具有正极芯体露出部的正极极板及在另一方的端部具有负极芯体露出部的负极极板夹着隔板彼此层叠而形成的结构，或者也可以是夹着隔板卷绕而层叠成的结构。另外，在上述实施方式中，示出了利用电阻焊接来进行正极集电体与层叠的正极芯体露出部的最外表面之间的连接及负极集电体与层叠的负极芯体露出部的最外表面之间的连接的例子，但也可以进行基于激光或电子束等高能量线的焊接、超声波焊接等。在这种情况下，集电体的肋部至少能够实现外装罐内的扁平状电极体的定位的作用效果。

附图标记说明如下：

10…方形非水电解质充电电池；11…扁平状的卷绕电极体；12…外装罐；13…封口板；14…正极芯体露出部；15…负极芯体露出部；16…正极集电体；16A…(正极集电体的)主体部；16B…(正极集电体的)肋部；16C…(正极集电体的)槽部；17…正极端子；18…负极集电体；18A…(负极集电体的)主体部；18B…(负极集电体的)肋部；18C…(形成于肋部的)槽部；18D…(肋部的)前端；18E…负极集电体支座构件；18F…(负极集电支座构件的)肋部；18G…切口；19…负极端子；20、21…绝缘构件；22…电解液注液孔；23…树脂片；24…正极中间构件；24A…(正极中间构件的)绝缘性中间构件；24B…(正极中间构件的)导电性中间构件；24C…(正极中间构件的)圆锥台状的突起；25…负极中间构件；25A…(负极中间构件的)绝缘性中间构件；25B…(负极中间构件的)导电性中间构件；25C…(负极中间构件的)圆锥台状的突起；31、32…电阻焊接用电极棒。

Claims (6)

1.一种方形电池，其将扁平形电极体收纳于外装罐，该扁平形电极体在所述扁平形电极体的一方的端部具有层叠的正极芯体露出部而在所述扁平形电极体的另一方的端部具有层叠的负极芯体露出部，

在所述层叠的正极芯体露出部及所述层叠的负极芯体露出部的至少一方的层叠方向上的最外表面连接有集电体，

所述集电体形成有所述集电体的主体和向与所述集电体的主体大致垂直的方向延伸的肋部，

所述方形电池的特征在于，

在所述肋部与所述外装罐之间配置有绝缘构件，

在所述肋部的除所述肋部的前端部以外的区域形成有由薄壁部、槽部、开口部或缩窄肋部的宽度的切口部构成的易弯折部。

2.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，

形成于所述肋部的易弯曲部设置在所述肋部的距离所述集电体主体有肋部的长度的2/3的区域内。

3.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，

所述肋部比所述电极体更向外装罐侧突出。

4.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，

所述肋部是通过将所述集电体的一部分折回而形成的。

5.根据权利要求1所述的方形电池，其特征在于，

所述肋部形成在所述集电体的所述正极芯体露出部或负极芯体露出部侧的根侧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方形电池，其特征在于，

所述正极芯体露出部及所述负极芯体露出部中的至少一方分割成两部分，在其之间配置有树脂材料制的中间构件，该中间构件保持有至少一个导电性中间构件，

所述分割成两部分的芯体露出部侧的所述集电体配置于所述分割成两部分的芯体露出部的最外侧的至少一方的面，

所述分割成两部分的芯体露出部与所述中间构件的所述至少一个导电性中间构件一并利用电阻焊接法而进行电接合。